JP4723198B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、主として乗用車に装着される空気入りタイヤに関する。

高速走行用のラジアルタイヤは、トレッドとベルトとの間にバンドを備えている。バンドは、周方向に巻き回されたバンドコードを備える。このバンドコードは、ベルトを拘束する。高速走行時の遠心力に起因するベルトのリフティングが、バンドコードによって抑制される。特開２００２−１３７６０６公報には、高モジュラスなバンドコードと低モジュラスなバンドコードとが組み合わされてなるバンドが開示されている。
特開２００２−１３７６０６公報

ベルトの全域を覆うバンドは、ベルトの軸方向中央近傍を十分に拘束する。一方、このバンドでは、ベルトのエッジ近傍の拘束力が不十分である。このバンドは、エッジ近傍のリフティングを十分には抑制しない。しかも、不十分な拘束力は、大きなロードノイズを招来する。

モジュラスの高いコードがバンドに用いられれば、ベルトのエッジ近傍も十分に拘束されうる。しかし、このバンドにより、タイヤの剛性が過大となる。過大な剛性は、タイヤの乗り心地を阻害する。このバンドはまた、大きな車外騒音を招来する。コードのモジュラスが過大であると、操縦安定性も損なわれる。

本発明の目的は、静寂性及び乗り心地に優れた空気入りタイヤの提供にある。

本発明に係る空気入りタイヤは、その外面がトレッド面をなすトレッドと、このトレッドの両端から半径方向略内向きに延びる一対のサイドウォールと、このサイドウォールからさらに半径方略向内向きに延びる一対のビードと、トレッド及びサイドウォールの内側に沿って両ビードの間に架け渡されたカーカスと、トレッドの半径方向内側においてカーカスと積層されるベルトと、このベルトとトレッドとの間に位置してベルトを覆うバンドとを備える。このバンドを構成するバンドプライは、バンドコードとトッピングゴムとからなる。このバンドプライは、ベルトのエッジ近傍に位置するサイド部と、軸方向中央近傍に位置するセンター部とを備える。サイド部のバンドコードのモジュラスは、センター部のバンドコードのモジュラスよりも大きい。サイド部の幅Ｗｓは、ハンドの幅Ｗｂの５．０％以上２０．０％以下である。

好ましくは、サイド部のバンドコードのモジュラスと、センター部のバンドコードのモジュラスとの比は、２．０以上４．０以下である。より好ましくは、この比は２．６以上３．７以下である。

好ましくは、サイド部の幅Ｗｓは、ハンドの幅Ｗｂの１２．０％以上１８．０％以下である。

好ましくは、サイド部のバンドコードのモジュラスは、３０００Ｎ／ｍｍ^２以上８０００Ｎ／ｍｍ^２以下である。サイド部のバンドコードには、ナイロン繊維とアラミド繊維との複合体が好適である。

このタイヤでは、ベルトのエッジ近傍が十分に拘束される。このタイヤのロードノイズは、小さい。このタイヤでは、軸方向中央近傍の剛性が過大ではない。このタイヤは、乗り心地にも優れる。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ２の一部が示された断面図である。この図１において上下方向がタイヤ２の半径方向であり、左右方向がタイヤ２の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ２の周方向である。このタイヤ２は、図１中の一点鎖線ＣＬを中心としたほぼ左右対称の形状を呈する。このタイヤ２は、トレッド４、サイドウォール６、ビード８、カーカス１０、ベルト１２、バンド１４、インナーライナー１６及びチェーファー１８を備えている。

トレッド４は架橋ゴムからなり、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド４は、路面と接地するトレッド面２０を形成する。トレッド面２０には、溝２２が刻まれている。この溝２２により、トレッドパターンが形成されている。

サイドウォール６は、トレッド４の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール６は、架橋ゴムからなる。サイドウォール６は、撓みによって路面からの衝撃を吸収する。さらにサイドウォール６は、カーカス１０の外傷を防止する。

ビード８は、サイドウォール６の内側端から、半径方向略内向きに延びている。ビード８は、コア２４と、このコア２４から半径方向外向きに延びるエーペックス２６とからなる。コア２４はリング状であり、複数本の非伸縮性ワイヤー（典型的にはスチール製ワイヤー）を含む。エーペックス２６は、半径方向外向きに先細りであるテーパ状であり、高硬度な架橋ゴムからなる。

カーカス１０は、第一カーカスプライ２８及び第二カーカスプライ３０からなる。第一カーカスプライ２８及び第二カーカスプライ３０は、両側のビード８の間に架け渡されており、トレッド４及びサイドウォール６の内側に沿っている。第一カーカスプライ２８及び第二カーカスプライ３０は、コア２４の周りを、軸方向内側から外側に向かって巻かれている。

図示されていないが、第一カーカスプライ２８及び第二カーカスプライ３０は、カーカスコードとトッピングゴムとからなる。カーカスコードが周方向に対してなす角度の絶対値は、通常は７５°から９０°である。換言すれば、このタイヤ２はラジアルタイヤである。カーカスコードには、通常は有機繊維が用いられる。好ましい有機繊維としては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維（ＰＥＮ）及びアラミド繊維が例示される。

ベルト１２は、カーカス１０の半径方向外側に位置している。ベルト１２は、カーカス１０と積層されている。ベルト１２は、カーカス１０を補強する。ベルト１２は、内側ベルトプライ３２及び外側ベルトプライ３４からなる。図示されていないが、内側ベルトプライ３２及び外側ベルトプライ３４のそれぞれは、ベルトコードとトッピングゴムとからなる。ベルトコードは、周方向に対して傾斜している。内側ベルトプライ３２のベルトコードの周方向に対する傾斜方向は、外側ベルトプライ３４のベルトコードの周方向に対する傾斜方向とは逆である。ベルトコードの好ましい材質は、スチールである。ベルトコードに、有機繊維が用いられてもよい。

インナーライナー１６は、カーカス１０の内周面に接合されている。インナーライナー１６は、架橋ゴムからなる。インナーライナー１６には、空気透過性の少ないゴムが用いられる。インナーライナー１６は、タイヤ２の内圧を保持する役割を果たす。

チェーファー１８は、ビード８の近傍に位置している。タイヤ２がリムに組み込まれると、このチェーファー１８がリムと当接する。この当接により、ビード８の近傍が保護される。チェーファー１８は、通常は布とこの布に含浸したゴムとからなる。ゴム単体からなるチェーファー１８が用いられてもよい。

図２は、図１のタイヤ２のベルト１２及びバンド１４の一部が示された拡大断面図である。このバンド１４は、バンドプライ３６からなる。バンドプライ３６は、ベルト１２の全体を覆っている。このバンドプライ３６は、いわゆるフルプライである。このバンドプライ３６は、サイド部３８とセンター部４０とを備えている。サイド部３８は、ベルト１２のエッジ近傍に位置している。センター部４０は、タイヤ２の軸方向中央近傍に位置している。

図３は、図２のバンドプライ３６のサイド部３８及びセンター部４０が示された拡大分解斜視図である。図３において、Ｘ方向は軸方向であり、Ｙ方向は周方向であり、Ｚ方向は半径方向である。

サイド部３８は、バンドコード４２Ｓとトッピングゴム４４Ｓとからなる。バンドコード４２Ｓは、螺旋状に巻かれている。このバンドコード４２Ｓは、いわゆるジョイントレスである。バンドコード４２Ｓは、実質的に周方向に延びている。前述のようにバンドコード４２Ｓは螺旋状に巻かれるので、厳密にはバンドコード４２Ｓは周方向に対して若干傾斜している。バンドコード４２Ｓと周方向とのなす角度の絶対値は、２．０°未満である。本発明では、周方向に対する角度の絶対値が２．０°未満である方向は、「実質的な周方向」とされる。

サイド部３８には、モジュラスＭｓが大きなバンドコード４２Ｓが用いられている。従って、ベルト１２のエッジ近傍に対するサイド部３８の拘束力は大きい。大きな拘束力により、ロードノイズが抑制される。特に、その周波数が中領域であるノイズが抑制される。このタイヤ２は、静寂性に優れる。

センター部４０は、バンドコード４２Ｃとトッピングゴム４４Ｃとからなる。バンドコード４２Ｃは、螺旋状に巻かれている。このバンドコード４２Ｃは、いわゆるジョイントレスである。このバンドコード４２Ｃも、サイド部３８のバンドコード４２Ｓと同様、実質的に周方向に延びている。

センター部４０には、モジュラスＭｃが小さなバンドコード４２Ｃが用いられている。従って、ベルト１２の中央近傍に対するセンター部４０の拘束力は、比較的小さい。このセンター部４０を備えたタイヤ２の中央近傍の剛性は、比較的小さい。このタイヤ２は、乗り心地に優れる。モジュラスＭｃが小さなバンドコード４２Ｃは、車外騒音の低減及び転がり抵抗の低減にも寄与する。

サイド部３８による静寂性と、センター部４０による乗り心地との両立の観点から、バンドコード４２ＳのモジュラスＭｓとバンドコード４２ＣのモジュラスＭｃとの比（Ｍｓ／Ｍｃ）は、２．０以上４．０以下が好ましい。比（Ｍｓ／Ｍｃ）は２．３がより好ましく、２．６以上が特に好ましい。比（Ｍｓ／Ｍｃ）は３．８以下がより好ましく、３．７以下が特に好ましい。本発明では、比（Ｍｓ／Ｍｃ）は、伸び率が２％であるときのモジュラスＭｓ、Ｍｃに基づいて算出される。モジュラスＭｓ、Ｍｃの測定は、「ＪＩＳ Ｌ １０１７」の規定に準拠して行われる。

ロードノイズ低減の観点から、サイド部３８のバンドコード４２ＳのモジュラスＭｓは３０００Ｎ／ｍｍ^２以上が好ましく、５０００Ｎ／ｍｍ^２以上がより好ましい。モジュラスＭｓが過大であると、操縦安定性が阻害され、しかも転がり抵抗が大きくなる。この観点から、モジュラスＭｓは８０００Ｎ／ｍｍ^２以下が好ましく、７５００Ｎ／ｍｍ^２以下がより好ましく、７０００Ｎ／ｍｍ^２以下が特に好ましい。

バンドコード４２Ｓには、有機繊維が好適に用いられうる。バンドコード４２Ｓの好ましい材質としては、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維及びアラミド繊維が挙げられる。バンドコード４２Ｓに、ナイロン繊維とアラミド繊維との複合体が用いられてもよい。この複合体は、ロードノイズの低減、操縦安定性の向上及び転がり抵抗の低減に寄与する。この複合体におけるナイロン繊維とアラミド繊維との質量比は、１／４以上４／１以下が好ましく、２／３以上３／２以下がより好ましい。

乗り心地の向上、車外騒音の低減及び転がり抵抗の低減の観点から、センター部４０のバンドコード４２ＣのモジュラスＭｃは２５００Ｎ／ｍｍ^２以下が好ましく、２２００Ｎ／ｍｍ^２以下がより好ましい。モジュラスＭｃが過小であると、タイヤ２の耐久性が不十分となる。この観点から、モジュラスＭｃは１０００Ｎ／ｍｍ^２以上が好ましく、１５００Ｎ／ｍｍ^２以上がより好ましい。

バンドコード４２Ｃには、有機繊維が好適に用いられうる。典型的には、バンドコード４２Ｃにナイロン繊維が用いられる。バンドコード４２Ｃに、ポリエステル繊維又はビニロン繊維が用いられてもよい。

バンドプライ３６におけるバンドコード４２Ｓ、４２Ｃの密度は、５エンズ／ｃｍ以上２０エンズ／ｃｍ以下が好ましい。バンドプライ３６におけるバンドコード４２Ｓ、４２Ｃの断面積は、０．１０ｍｍ^２以上１．６ｍｍ^２以下が好ましい。

図２において、両矢印Ｗｓで示されているのはサイド部３８の幅であり、両矢印Ｗｂ／２で示されているのは、バンド１４の幅の半分である。サイド部３８の幅Ｗｓの、ハンド１４の幅Ｗｂに対する比率は、５．０％以上２０．０％以下が好ましい。比率が上記範囲未満であると、ロードノイズが十分には抑制されないことがある。この観点から、比率は１２％以上がより好ましく、１５％以上が特に好ましい。比率が上記範囲を越えると、乗り心地が不十分となり、転がり抵抗が大きくなり、しかも車外騒音が大きくなることがある。この観点から、比率は１９％以下がより好ましく、１８％以下が特に好ましい。

タイヤが２枚以上のフルプライを備えてもよい。この場合、少なくとも１枚のフルプライにおいて、サイド部とセンター部とが設けられる。

本発明では、タイヤ２の各部位の寸法は、タイヤが正規リム２に組み込まれ、正規内圧となるように空気が充填された状態で測定される。本明細書において正規リムとは、タイヤ２が依拠する規格において定められたリムを意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「標準リム」、ＴＲＡ規格における「Design Rim」、及びＥＴＲＴＯ規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。本明細書において正規内圧とは、タイヤ２が依拠する規格において定められた内圧を意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「最高空気圧」、ＴＲＡ規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びＥＴＲＴＯ規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。ＪＡＴＭＡ規格に準拠した乗用車用タイヤの正規内圧は、１８０ｋＰａである。

図４は、本発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤ４５の一部が示された断面図である。この図４には、ベルト４６及びバンド４８が示されている。ベルト４６は、内側ベルトプライ５０及び外側ベルトプライ５２からなる。図示されていないが、このタイヤ４５は、図１のタイヤ２と同様のトレッド、サイドウォール、ビード、カーカス、インナーライナー及びチェーファーを備えている。

図４に示されているように、バンド４８は、エッジプライ５４とフルプライ５６とからなる。このタイヤ４５では、エッジプライ５４はサイド部５８を構成する。フルプライ５６のうちサイド部５８と重なっていない部分は、センター部６０を構成する。サイド部５８は、ベルト４６のエッジ近傍に位置している。センター部６０は、タイヤ４５の軸方向中央近傍に位置している。

図示されていないが、サイド部５８及びセンター部６０は、バンドコードとトッピングゴムとからなる。バンドコードは、螺旋状に巻かれている。このバンドコードは、いわゆるジョイントレスである。バンドコードは、実質的に周方向に延びている。

サイド部５８には、モジュラスＭｓが大きなバンドコードが用いられている。従って、ベルト４６のエッジ近傍に対するサイド部５８の拘束力は大きい。大きな拘束力により、ロードノイズが抑制される。特に、その周波数が中領域であるノイズが抑制される。このタイヤ４５は、静寂性に優れる。

センター部６０には、モジュラスＭｃが小さなバンドコードが用いられている。従って、ベルト４６の中央近傍に対するセンター部６０の拘束力は、比較的小さい。このセンター部６０を備えたタイヤ４５の中央近傍の剛性は、比較的小さい。このタイヤ４５は、乗り心地に優れる。モジュラスＭｃが小さなバンドコードは、車外騒音の低減及び転がり抵抗の低減にも寄与する。

サイド部５８による静寂性と、センター部６０による乗り心地との両立の観点から、モジュラスＭｓとモジュラスＭｃとの比（Ｍｓ／Ｍｃ）は、２．０以上４．０以下が好ましい。比（Ｍｓ／Ｍｃ）は２．３がより好ましく、２．６以上が特に好ましい。比（Ｍｓ／Ｍｃ）は３．８以下がより好ましく、３．７以下が特に好ましい。

ロードノイズ低減の観点から、サイド部５８のバンドコードのモジュラスＭｓは３０００Ｎ／ｍｍ^２以上が好ましく、５０００Ｎ／ｍｍ^２以上がより好ましい。モジュラスＭｓが過大であると、操縦安定性が阻害され、しかも転がり抵抗が大きくなる。この観点から、モジュラスＭｓは８０００Ｎ／ｍｍ^２以下が好ましく、７５００Ｎ／ｍｍ^２以下がより好ましく、７０００Ｎ／ｍｍ^２以下が特に好ましい。

サイド部５８のバンドコードには、有機繊維が好適に用いられうる。好ましい有機繊維としては、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が挙げられる。サイド部５８のバンドコードに、ナイロン繊維とアラミド繊維との複合体が用いられてもよい。この複合体は、ロードノイズの低減、操縦安定性の向上及び転がり抵抗の低減に寄与する。この複合体におけるナイロン繊維とアラミド繊維との質量比は、１／４以上４／１以下が好ましく、２／３以上３／２以下がより好ましい。

乗り心地の向上、車外騒音の低減及び転がり抵抗の低減の観点から、センター部６０のバンドコードのモジュラスＭｃは２５００Ｎ／ｍｍ^２以下が好ましく、２２００Ｎ／ｍｍ^２以下がより好ましい。モジュラスＭｃが過小であると、タイヤ４５の耐久性が不十分となる。この観点から、モジュラスＭｃは１０００Ｎ／ｍｍ^２以上が好ましく、１５００Ｎ／ｍｍ^２以上がより好ましい。

センター部６０のバンドコードには、有機繊維が好適に用いられうる。典型的には、ナイロン繊維が用いられる。センター部６０のバンドコードに、ポリエステル繊維又はビニロン繊維が用いられてもよい。

エッジプライ５４及びフルプライ５６におけるバンドコードの密度は、５エンズ／ｃｍ以上２０エンズ／ｃｍ以下が好ましい。エッジプライ５４及びフルプライ５６におけるバンドコードの断面積は、０．１０ｍｍ^２以上１．６ｍｍ^２以下が好ましい。

サイド部５８の幅Ｗｓの、バンド４８の幅Ｗｂに対する比率は、５．０％以上２０．０％以下が好ましい。比率が上記範囲未満であると、ロードノイズが十分には抑制されないことがある。この観点から、比率は１２％以上がより好ましく、１５％以上が特に好ましい。比率が上記範囲を越えると、乗り心地が不十分となり、転がり抵抗が大きくなり、しかも車外騒音が大きくなることがある。この観点から、比率は１８％以下がより好ましい。

タイヤが、左側エッジ及び右側エッジのそれぞれに、２枚以上のエッジプライを備えてもよい。この場合、センター部のバンドコードのモジュラスＭｃよりも大きなモジュラスＭｓを備えたエッジプライが、左側エッジ及び右側エッジのそれぞれに少なくとも１枚設けられる。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［比較例５］
図１から図３に示された構造を備えた、乗用車用の空気入りタイヤを得た。このタイヤのバンドの詳細が、下記の表１に示されている。このタイヤでは、内側ベルトプライのベルトコードと周方向との角度は＋２４°であり、外側ベルトプライのベルトコードと周方向との角度は−２４°である。このタイヤのサイズは、「２１５／６０Ｒ１６ ９５Ｈ」である。

［実施例６から１０並びに比較例１から４及び６から１１］
バンドの仕様を下記の表１及び表２に示される通りとした他は比較例５と同様にして、実施例６から１０並びに比較例１から４及び６から１１のタイヤを得た。

［ノイズの測定］
タイヤを「１６×６．５−ＪＪ」のリムに組み込み、タイヤの内圧を２３０ｋＰａとした。このタイヤを、排気量が２３００ｃｍ^３である前側エンジン前輪駆動の乗用車に装着した。この乗用車を、粗度の高いアスファルト製路面の上で、５０ｋｍ／ｈの速度で走行させた。この走行時の、ドライバーの右耳許での音量（オーバーオール値）と、車外での音量とを測定した。比較例１を基準として、評価を行った。実施例６から１０並びに比較例２から４及び６から１１に関しては、それぞれの音量から比較例１の音量を減じた値を算出した。この結果が、下記の表１及び表２に示されている。

［官能評価］
上記乗用車のドライバーに、操縦安定性及び乗り心地を、１０点満点で評価させた。この結果が、下記の表１及び表２に示されている。

［転がり抵抗の測定］
上記タイヤを転がり抵抗試験機に装着した。タイヤに４４００Ｎの荷重を負荷し、８０ｋｍ／ｈの速度での転がり抵抗を測定した。この結果が、比較例１が１００とされたときの指数として、下記の表１及び表２に示されている。

表１及び表２に示されるように、実施例のタイヤは、静寂性、転がり抵抗、操縦安定性及び乗り心地のすべてに優れている。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの一部が示された断面図である。 図２は、図１のタイヤのベルト及びバンドの一部が示された拡大断面図である。 図３は、図２の外側ベルトプライ並びにバンドのサイド部及びセンター部が示された拡大分解斜視図である。 図４は、本発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤの一部が示された断面図である。

符号の説明

２、４５・・・タイヤ
４・・・トレッド
６・・・サイドウォール
８・・・ビード
１０・・・カーカス
１２、４６・・・ベルト
１４、４８・・・バンド
１６・・・インナーライナー
１８・・・チェーファー
３６・・・バンドプライ
３８、５８・・・サイド部
４０、６０・・・センター部
４２Ｓ、４２Ｃ・・・バンドコード
４４Ｓ、４４Ｃ・・・トッピングゴム
５４・・・エッジプライ
５６・・・フルプライ

Claims (8)

1. その外面がトレッド面をなすトレッドと、このトレッドの両端から半径方向略内向きに延びる一対のサイドウォールと、このサイドウォールからさらに半径方略向内向きに延びる一対のビードと、トレッド及びサイドウォールの内側に沿って両ビードの間に架け渡されたカーカスと、トレッドの半径方向内側においてカーカスと積層されるベルトと、このベルトとトレッドとの間に位置してベルトを覆うバンドとを備えており、
   このバンドを構成するバンドプライがバンドコードとトッピングゴムとからなり、
   このバンドプライが、ベルトのエッジ近傍に位置するサイド部と、軸方向中央近傍に位置するセンター部とを備えており、
   サイド部のバンドコードのモジュラスが、３０００Ｎ／ｍｍ ^２ 以上８０００Ｎ／ｍｍ^２以下であり、
   サイド部のバンドコードのモジュラスがセンター部のバンドコードのモジュラスよりも大きく、
   サイド部の幅Ｗｓがハンドの幅Ｗｂの５．０％以上２０．０％以下である空気入りタイヤ。
2. 上記サイド部のバンドコードのモジュラスと、センター部のバンドコードのモジュラスとの比が、２．０以上４．０以下である請求項１に記載のタイヤ。
3. 上記サイド部の幅Ｗｓがハンドの幅Ｗｂの１２．０％以上１８．０％以下である請求項１又は２に記載のタイヤ。
4. 上記サイド部のバンドコードのモジュラスがセンター部のバンドコードのモジュラスの２．６倍以上３．７倍以下である請求項１から３のいずれかに記載のタイヤ。
5. 上記サイド部のバンドコードのモジュラスが７０００Ｎ／ｍｍ^２以下である請求項１から４のいずれかに記載のタイヤ。
6. 上記サイド部のバンドコードのモジュラスが６２００Ｎ／ｍｍ^２以下である請求項５に記載のタイヤ。
7. 上記サイド部のバンドコードに、ナイロン繊維とアラミド繊維との複合体が用いられている請求項１から６のいずれかに記載のタイヤ。
8. 上記サイド部のバンドコードのモジュラスが３２３０Ｎ／ｍｍ ^２ 以上である請求項１から７のいずれかに記載のタイヤ。

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